基于肠肝轴中医药调节肠道菌群治疗肝细胞癌作用机制研究进展*

朱会明 ，张华 ，王敏，刘义安

1 苏州大学附属传染病医院，苏州市第五人民医院 江苏苏州 215000

2 上海中医药大学附属曙光医院，上海中医药大学肝病研究所，肝肾病证教育部重点实验室 上海 201203

3 江苏省苏州市高新区人民医院 江苏苏州 215000

原发性肝癌是全球发病率和死亡率较高的恶性肿瘤之一，主要以肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）为主，其占比为75%～85%。因其起病隐匿，早期不易被发现，而晚期平均生存率约3～6个月，且＜30岁的人群亦不少见[1]。现代医学对于肝细胞癌治疗主要手术、介入、放疗、化疗及靶向治疗等方式，因其起病隐匿，大多数发现已错过最佳手术机会，且术后并发症较多，易复发转移。中医药在治疗肝细胞癌及其术后并发症治疗有独到之处，多项研究表明，中医药联合肝细胞癌介入或者靶向治疗等方法均可以提高肝细胞癌总体生存率[2]。肠道菌群是人体肠道微生物系统重要组成部分，通过肠肝轴在肝脏生理和病理方面发挥重要作用，诸多研究表明，肠道菌群及其代谢产物通过影响肠道屏障功能、增加肝脏炎症、抑制抗肿瘤等方式促进肝细胞癌的发生及发展[3]。随着对肠肝轴不断认识，以肠道菌群为治疗切入点的方法不断被重视，目前西医微生态调节剂在代谢性疾病、胆道疾病、肝硬化、肝衰竭、肝移植等疾病方面取得较大治疗进展，但是仍存在不足之处，且对于肝细胞癌患者肠道菌群干预与治疗研究较少[4-5]。中医药在调节肠道微生态方面有较大的优势，故本文就中医药在肝细胞癌患者肠道菌群中的作用及机制进行综述，以期为临床肝细胞癌预防及治疗提供思路。

中医学对肝细胞癌及其病因病机的认识

1 中医学对肝细胞癌的认识

中医学病名多以症状命名，肝细胞癌随着发病阶段不同表现症状迥异，故不能仅用单一病名与其对应。根据历代中医古籍记载大致归属于“肥气”“肝积”“脾积”“臌胀”“癥瘕”等疾病范畴，并对其致病特点及发病症状早有描述，如《灵枢·邪气脏腑病形》曰：“肝脉……微急为肥气，在胁下若覆杯”。《圣济总录》曰“积气在腹中，久不瘥，牢固推之不移者，癥也……按之其状如杯盘”。《诸病源候论》曰：“诊得肝积，脉弦而细，两胁下痛……身无膏泽，喜转筋，爪甲枯黑，春瘦秋剧，其色青”[6]。

2 肠肝学说中医认识和肝细胞癌中医病因病机

现代研究表明，肠道菌群及其代谢产物主要通过肠肝轴影响肠道屏障功能、激活机体免疫反应等因素促进肝细胞癌的发生发展[7]。根据肠肝轴病理生理关系，中医学者认为肠肝学说与中医学“肝脾相关”理论相关联，认为肠肝学说中的“肠”与“脾”类同。在生理上，肝脾两脏在调畅气血功能方面关系密切。如《素问·玉机真脏论篇》曰： “五脏相通，移皆有次。五脏有病，则各传其所不胜”。在病理上，肝脾两脏互为传变。如《难经·七十七难》云：“见肝之病，则知肝当传之于脾，故先实其脾气，无令得受肝之邪”。黄元御《四圣心源.卷三.脉法解》中云：“木生于水而长于土，土气冲和，则肝随脾升，胆随胃降，木荣而不郁。土弱而不能达木，则木气郁塞，肝病下陷而胆病上逆”。此外，有学者认为“肝与大肠相通”理论与肠肝轴学说相吻合。如《医学入门·脏腑》明确指出“心与胆相通，肝与大肠相通，脾与小肠相通，肺与膀胱相通，肾与三焦相通，肾与命门相通，此合一之妙也”。亦有学者指出肝和大肠在解剖及表里经络方面两者虽未有直接联系，但在脏腑气机开阖方面相通。如《董氏奇穴》 中记载“肝与大肠相通，由六经开阖枢理论推衍而来，实乃脏腑气化相通”[8-10]。

历代医家对肝细胞癌中医病因病机与肝脾大肠关系亦阐述颇多。如《灵枢·百病始生》曰：“卒然多食饮则肠满，起居不节、用力过度，则络脉伤……肠胃之络伤，则血溢于肠外，肠外有寒，汁沫与血相抟，则并合凝聚不得散而积成矣”。《卷十九·积聚候》曰：“ 由脏腑为寒气所乘，脾胃虚冷，故不消化，留为宿食也”。《卷二十三·杂证谟·积聚》曰 “若饥饱无伦，饮食迭进，以致阳明胃气一有所逆，则阴寒之气得以乘之，而脾不及化，故余滞未消，乃并肠外汁沫搏聚不散，渐成癥积矣”。《证治汇补》云：“积之始生，因起居不时，忧恚过度，饮食失节，脾胃亏损，邪正相搏，结于腹中，或因内伤外感气郁误补而致”[11-12]。

肠道菌群失调引起肝细胞癌的作用机制

肠道菌群和肠道是一个相互依赖的微生态系统。在生理状态下，肠道及其微生物群构成一个机体对抗外源性抗原的保护性屏障。当肠道菌群组成、种类、数量、定位等改变时肠道微生态稳定性将被打破，肠道微生物的细菌产物及代谢物通过肠肝轴作用于肝脏如增加肝脏炎症、抑制抗肿瘤等，进而促进肝细胞癌发生，而肝脏亦通过分泌胆汁酸及氨基酸作用于肠道菌群，进一步影响肠道微生态系统。

1 肠粘膜屏障和肠道菌群失调

1.1 肠粘膜屏障构成 正常情况下，肠粘膜外有一层黏液层，它具有将肠道菌群分层的作用，粘液一方面从物理上将微生物群与上皮细胞分离，从而避免对其产生过度的炎症反应。另一方面，为微生物菌株提供了一个附着的庇护所，避免被蠕动运动冲走。那些不能与粘液层结合的细菌可以通过粘液相互作用进行附着。粘膜下方是肠粘膜，其主要由上皮细胞通过彼此紧密连接形成肠道屏障，并通过释放可溶性介质（免疫球蛋白A和抗菌肽）协同作用进一步加强屏障保护功能。此外，在肠粘膜损伤情况下，由肠系膜淋巴结构成的肠血管屏障亦起到防火墙作用，以避免微生物进入全身血液循环[13-14]。

1.2 肠道菌群失调 ①当因饮食、环境等因素致肠粘膜损伤时，如高脂饮食、滥用抗生素、大量酒精等造成肠道粘液减少引起肠道细菌过度生长、粘膜层厚度减少、肠道通透性增加从而影响肝脏炎症性疾病的进展以及HCC的进展[15]。②当肠道菌群组成、数量、菌群移位等微生物稳态紊乱可以导致肝细胞癌发生，有关研究表明通过对健康者与受试者粪便进行基因测序，结果表明肝细胞癌患者双歧杆菌数量较少，而类杆菌、瘤胃球菌、肠球菌、柱状弧菌和示波螺旋体的丰度增加，从而使肠道屏障破坏、肝脏炎症增加，促进肝细胞癌发生[16]。此外，幽门螺杆菌通过肠道易位迁移到HCC肿瘤组织以抑制抗肿瘤免疫并激活NF-kB（ 核转录因子）信号以促进癌变[17]。

2 免疫反应与代谢产物

2.1 免疫反应 肠道免疫系统反应是肠道菌群与宿主之间的润滑剂。该免疫系统在攻击致病性抗原同时保护有益菌群生长[18]。肠道免疫反应在维持肠道微生态系统稳定性方面具有重要作用。它是机体抵抗外源性致病因子破坏的第一道免疫防线。外源性致病因素如病毒感染、酒精等导致肠道菌群失衡，以致肠道菌群及其代谢产物入血并由门静脉循环进入肝脏。肝脏会自动暴露于来自肠道的多种毒性因子以及肠道细菌中，作为人体重要免疫器官，它的先天性和适应性免疫系统将被激活[19]。目前越来越多研究表明病原体相关分子模式（ pathogen－associated molecular patterns，PAMP ）和损伤相关分子模式（damageassociated molecular patterns，DAMP）是肠道菌群导致肝细胞癌发生发展重要的免疫机制。PAMP可直接作用于肝细胞或肝固有免疫系统的细胞，如枯否细胞或星状细胞。现代研究表明革兰氏阴性细菌的外膜成分脂多糖和革兰氏阳性细菌的细胞壁成分脂磷壁酸分别与 toll样受体（Toll-like receptors，TLR）4和TLR2相互作用，通过先天免疫反应诱导肝脏炎症反应，以促进肝纤维化和癌症。如脂磷壁酸和脱氧胆酸协同增强肝星状细胞中前列素内过氧化合酶2或环氧化酶2的表达，通过TLR2上调环氧合酶-2以增强前列腺素E2介导的抗肿瘤免疫抑制，导致HCC进展[16，20]。此外，肠道菌群所产生的内毒素还可以激活DAMP，其中高迁移率组蛋白1（ high-mobility group box 1，HMGB1）是DAMP重要的炎症调节因子。它可以通过增强调节性T细胞来抑制细胞毒性抗肿瘤细胞，并且通过激活受体TLR2和TLR4来参与肿瘤炎症反应，其中TLR4是参与癌症调节NF-κB信号通路。HMGB1与HCC的临床病理特征相关，其表达水平与HCC的发生发展密切相关[21]。

2.2 胆汁酸及氨基酸的代谢 肠道微生物群通过代谢宿主无法代谢的物质与宿主共存，为其提供代谢、营养、免疫和防御功能[22]。胆汁酸由肝细胞合成并分泌至肠道，其中95%经回肠重吸收回肝脏，5%由肠道菌群重新处理为次级胆汁酸形式经门脉循环再回肝脏，它是肠-肝轴发挥作用的信号分子，其主要通过控制肝脏自然杀伤T细胞的趋化因子依赖性积聚和抗肿瘤免疫。有关学者通过研究胆汁酸抑制抗肿瘤免疫机制小鼠模型，表明通过肠道菌群通过介导初级胆汁酸转化为次级胆汁酸来控制肝窦内皮细胞CXCL16的表达，肝窦内皮细胞CXCL16表达的调节影响自然杀伤T细胞的积聚，以达到选择性抑制肿瘤的作用[23]。但亦有学者认为胆汁酸肠道菌群失调时，肠道内脱氧胆酸、细菌内毒素浓度升高，肠道细菌产生的脂多糖进入肝脏可以与toll样受体（TLR）结合，介导TLR4/NF-κB 免疫通路产生炎症因子和趋化因子以促进肝细胞癌细胞生长[24]。短链脂肪酸是肠道菌群代谢产物，组蛋白去乙酰化酶1（ Histone Deacetylase 1，HDAC1）具有染色质重塑、基因抑制和细胞周期调节等功能，HDAC1高表达和肝细胞癌患者侵袭性和细胞去分化有关，短链脂肪酸可以通过抑制HDAC1的活性进而促进HCC发展[25]。此外，肠道微生物群的色氨酸代谢产物3-吲哚丙酸，具有保护抗炎和保护肠道屏障完整性，当摄入过量胆固醇饮食会损害微生物色氨酸代谢，导致3-吲哚丙酸降低，从而促进脂肪肝相关性肝细胞癌的的发展[26]。

中医药调节肠道菌群的作用机制

目前西医肠道微生态调节剂主要由口服抗生素、益生菌、益生元，免疫检查点抑制剂、粪菌移植等。口服抗生素如利福昔明，是一种肠道不吸收抗生素，全身不良反应较少，但是其作用肠道微生态机制如抑制细菌过度增殖、减少肠道菌群移位仍存在争议[27]。益生元目前主要是功能性低聚糖，帮助肠道蠕动，选择性刺激肠道细菌的生长，治疗方式单一。益生菌可以增加抗炎因子、降低毒物致癌性及增强抗肿瘤免疫等作用，但目前研究集中于动物实验，临床实验相对较少[28]。免疫检查点抑制剂成为治疗肝细胞癌有前途的分子靶向药物，但是免疫检查点并非对所有肝细胞癌患者治疗有效，相关机制研究不清楚[19]。粪菌移植是一种新型治疗方法，因粪便细菌的成分和致病性不明等问题，其安全性及有效性缺乏有效临床研究数据支撑[29]。中医药常用剂型以口服为主，中药中的有效成分进入肠道后能和肠道菌群充分接触并产生相互作用，肠道菌群可以影响中药的代谢转化，例如增强有效成分的吸收，提高生物利用度，保护胃肠道黏膜屏障功能，促进益生菌的繁殖，抑制有害菌的生长。越来越多研究表明中医药可通过直接或间接调节肠道微生物群的组成、介导免疫反应、调节菌群代谢产物以发挥治疗肝细胞癌作用[30]。

1 调节肠道菌群

枸杞多糖是中药枸杞主要的生物活性成分，具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等多种作用，有关研究结果表明肝癌小鼠体内实验枸杞多糖可以显著增加大肠杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌数量，减少大肠杆菌数量，进一步抑制小鼠肝癌移植瘤生长[31]。樊逸夫[32]通过观察中药解毒颗粒对巴塞罗那C期肝细胞癌患者肠道菌群影响，结果表明中药解毒颗粒可以促进拟杆菌属及罗氏菌属细菌，抑制梭菌及消化链球菌科细菌。而且中药解毒颗粒可能通过调节拟杆菌属细菌丰度，以介导调节肝细胞癌患者外周血CD4+和CD8+细胞中细胞毒T淋巴细胞抗原-4的表达，从而达到抑制肝细胞癌发展作用。灵芝多糖是从灵芝中提取的一种主要活性物质。于雷[33]等通过构建HepG2 细胞小鼠肝细胞癌模型，并采用镜检法和变性梯度凝胶电泳法检测各组小鼠肠道菌群结构、多样性及其脂肪酸代谢产物水平。实验表明灵芝多糖可以干预降低肝细胞癌小鼠体内双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠埃希菌和肠球菌数量，以纠正肠道菌群紊乱的作用。而李娟[34]等认为华蟾素可以有助于提高顺铂治疗肝癌小鼠肠道双歧杆菌和乳酸杆菌的含量、降低肠道内毒素及细菌异位率以增强肠道屏蔽功能，从而达到抗肿瘤的效果。

2 调节免疫反应

姜黄素是一种从中药姜黄根茎中分离出来的多酚，已被证明具有广泛的抗肿瘤、抗炎、抗氧化等作用。Ren Biqiong等主要通过建立热耐受HepG2（HepG2TT）细胞模型，模拟热休克蛋白70（Heat shock protein 70，HSP70）在微环境中的积累，并将一定浓度的姜黄素与HepG2和HepG2TT细胞共培养以观察 HSP70和TLR4的变化，姜黄素可以抑制HepG2细胞的增殖、侵袭和转移，促进细胞凋亡，并显著降低HepG2TT细胞内HSP70、胞外HSP70和TLR4水平。姜黄素抑制肝细胞癌机制主要通过抑制HSP70-TLR4信号调节DAMP免疫反应[35]。王军[36]等通过探究扶正祛邪汤对肝细胞癌模型大鼠肠道菌群微生态环境的改善作用。实验表明扶正祛邪汤主要通过介导TLR4/NF-κB信号通路，调控通路因子以及肠道菌群微生态环境，以达到抗肿瘤作用。此外，从猴头菌中分离到一个作为免疫调节剂的单带蛋白，它不仅可以调节肠道微生物群的组成和代谢，从而激活T细胞的增殖和分化，还可以在过量环磷酰胺诱导的小鼠免疫毒性中刺激肠道抗原呈递细胞[37]。

3 调节代谢产物

中医药可以通过调节肠道菌群代谢产物如胆汁酸、氨基酸等以实现抗肿瘤的作用。李素素[38]通过高通量测序技术检测肝细胞癌模型小鼠肠道菌群表达，结果提示三物白散可调节肠道菌群的梭状芽孢杆菌介导胆汁酸代谢，干预法尼醇X受体（Farnesoid X Receptor，FXR）的表达，逆转Th1/Th2漂移，实现肝细胞癌免疫应答的正向调节。小檗碱是黄连中提取的一种异喹啉类生物碱，它能够通过抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡、阻滞细胞周期、抑制肿瘤细胞迁移和侵袭等产生抗肿瘤作用。在调节肠道菌群方面，小檗碱能可改变小鼠肠道菌群结构，通过抑制芽孢菌及阿克曼菌生长繁殖，以实现调节短链脂肪酸代谢[39]。健脾祛痰法的中药复方主要成分绞股蓝皂苷 A，有关学者认为其不仅能够下调编码胆盐水解酶相关菌属的丰度，升高调脂相关肠道乳酸杆菌属的丰度，而且可以进一步调节FXR信号传导通路相关基因和蛋白的表达以抑制负反馈作用，促进胆固醇向胆汁酸转化代谢，从而下调结合型胆汁酸的浓度[40]。

总结与展望

肝细胞癌多在慢性肝病基础上发展而来，中医学对于肠道与肝病之间的重要关系早有诸多阐述。现代医学亦表明肝细胞癌的发生发展与肠道微生态失衡关系密切。随着肠道菌群及其代谢产物在肝细胞癌中的作用机制不断被发现，以肠道菌群及其代谢产物为切入点通过影响肠肝轴及相关免疫通路的治疗方法将会不断被挖掘。中药口服剂型在调节肠道菌群治疗中具有较大的优势。一方面，中药及其复方的成分复杂，可多靶点、多环节的作用于肠肝轴；另一方面，肠道菌群可以通过转化代谢以提高中药及复方有效成分进而增强治疗效果。越来越多的研究表明中医药发挥抗肿瘤作用通过调节肝细胞癌患者肠道微生态系统来实现，同时中医药作用于调节肠道菌群及代谢产物、调节肠肝免疫反应等机制也不断被认识。但有关中医药作用于肝细胞癌患者肠道微生态研究仍具有局限性：首先，因中药及复方成分复杂，难以明确作用于肠道菌群及免疫信号通路的活性成分少。其次，目前中医药调节肝细胞癌肠道菌群动物模型研究居多，但临床实验研究较少，仍需要大规模、高质量的临床实验研究提供更多科学依据。此外，肠道微生态系统除细菌外，病毒及菌丝体等成分亦对维持肠道微生态系统稳定发挥较大作用，值得进一步研究。